KR101180824B1

KR101180824B1 - 일방향 클러치

Info

Publication number: KR101180824B1
Application number: KR1020090086489A
Authority: KR
Inventors: 현경열
Original assignee: (주)유티글로벌
Priority date: 2009-09-14
Filing date: 2009-09-14
Publication date: 2012-09-07
Also published as: KR20110028867A; WO2011031053A2; WO2011031053A3

Abstract

본 발명은, 일방향 클러치에 관한 것으로서, 내주면의 원주방향을 따라 함몰 형성된 하나 이상의 캠홈부를 갖는 링 형상의 외륜과; 상기 외륜의 내부에 배치되어 상기 외륜에 대해 상대 회전되는 내륜과; 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 배치되는 하나 이상의 구름부재를 포함하며, 상기 내륜에는, 상기 내륜이 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 회전될 때 상기 구름부재가 걸려 상기 외륜에 대하여 상기 내륜의 회전을 허용하는 제1 걸림부와, 상기 제1 걸림부와는 이격된 위치에 마련되며 상기 내륜이 시계 방향 또는 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 회전될 때 상기 구름부재가 걸려 상기 외륜에 대하여 상기 내륜의 회전을 구속하는 제2 걸림부를 가지며, 상기 구름부재가 상기 제1 걸림부와 상기 제2 걸림부 사이를 유동하도록 상기 내륜의 외주면의 원주방향을 따라 함몰 형성된 하나 이상의 함몰부가 마련되어 있는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 구조가 간단하고 오동작 발생이 감소되며, 또한 정밀 가공이 필요치 않아 저비용으로 대량 생산을 이끌어낼 수 있게 된다.

일방향, 클러치, 래칫, 원웨이, 베어링

Description

일방향 클러치{ONE-WAY CLUTCH}

본 발명은, 일방향 클러치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 구조가 간단하고 오동작 발생이 감소되며, 또한 정밀 가공이 필요치 않아 저비용으로 대량 생산을 이끌어낼 수 있는 일방향 클러치에 관한 것이다.

통상적으로 동력전달장치에서 주로 사용되고 있는 일방향 클러치에는 스프래그를 이용하는 스프래그 타입(Sprag Type)과, 스프링으로 지지된 롤러를 이용한 롤러 타입(Roller Type)이 있다.

스프래그 타입의 경우, 외측 회전체가 시계 방향으로 회전하게 될 때는 내측 회전체와 외측 회전체 사이에 설치된 스프래그가 우측으로 기울게 되어 외측 회전체가 자유롭게 회전할 수 있게 되고, 외측 회전체가 시계 반대 방향으로 회전하게 될 때는 스프래그가 좌측으로 기울게 되어 외측 회전체가 회전할 수 없어 일방향 클러치 기능을 수행한다.

도 1은 종래기술의 스프래그 타입에 따른 일방향 클러치의 단면도이다.

이 도면에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 일방향 클러치는 내부 및 외부 레이스(10,20)와, 내부 및 외부 레이스(10,20) 사이에 배치된 스프래그(30)와, 스프래그(30)의 위치를 가이드하는 케이지(40) 및 리본스프링(50)을 갖는다.

부연하면, 스프래그(30)를 고정하기 위해 내부 및 외부 레이스(10,20) 사이 공간에 케이지(40)를 장착하여 스프래그(30)의 위치를 잡아주고 가이드하며, 스프래그(30)를 회전 방향에 밀착시키기 위해 리본스프링(50)을 케이지(40) 사이에 장착하고 있다.

그런데, 이러한 종래기술은 스프래그(30)를 고정하기 위해 많은 보조 부품들이 소요되어 구성이 복잡해지고 스프래그(30) 사이즈를 조정하는데 한계를 드러내는 문제점을 야기한다.

이러한 단점을 해소한 것이 롤러 타입에 따른 일방향 클러치이다. 롤러 타입의 경우, 외측 회전체가 시계 방향으로 회전하게 될 때는 스프링으로 지지된 롤러가 스프링 쪽으로 이동하면서 내측 회전체로부터 이격되어 외측 회전체가 자유롭게 회전할 수 있게 되고, 외측 회전체가 시계 반대 방향으로 회전하게 될 때는 롤러가 스프링 반대편으로 이동하면서 내측 회전체에 접촉되므로 외측 회전체가 회전할 수 없게 됨으로써 일방향 클러치 기능을 수행한다.

그런데, 이러한 종래기술 역시 스프링이라는 추가의 부품이 더 마련되어야만 일방향 클러치 기능을 수행할 수 있으므로 구성이 복잡하고 부품수 증가에 따른 비용 손실이 발생되며, 특히 정밀 가공이 필요하다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 구조가 간단하고 오동작 발생이 감소되며, 또한 정밀 가 공이 필요치 않아 저비용으로 대량 생산을 이끌어낼 수 있는 일방향 클러치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 내주면의 원주방향을 따라 함몰 형성된 하나 이상의 캠홈부를 갖는 링 형상의 외륜과; 상기 외륜의 내부에 배치되어 상기 외륜에 대해 상대 회전되는 내륜과; 상기 외륜과 상기 내륜 사이에 배치되는 하나 이상의 구름부재를 포함하며, 상기 내륜에는, 상기 내륜이 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 회전될 때 상기 구름부재가 걸려 상기 외륜에 대하여 상기 내륜의 회전을 허용하는 제1 걸림부와, 상기 제1 걸림부와는 이격된 위치에 마련되며 상기 내륜이 시계 방향 또는 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 회전될 때 상기 구름부재가 걸려 상기 외륜에 대하여 상기 내륜의 회전을 구속하는 제2 걸림부를 가지며, 상기 구름부재가 상기 제1 걸림부와 상기 제2 걸림부 사이를 유동하도록 상기 내륜의 외주면의 원주방향을 따라 함몰 형성된 하나 이상의 함몰부가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 일방향 클러치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 제1 및 제2 걸림부는 상기 함몰부에 대향 배치되며, 상기 제1 걸림부는 상기 함몰부의 제1 측벽과 상기 함몰부의 제1 바닥부에 의해 형성되고, 상기 제2 걸림부는 상기 함몰부의 제2 측벽과 상기 함몰부의 제2 바닥부에 의해 형성될 수 있다.

상기 제1 및 제2 측벽은 직선 형상을 가지며, 상기 제1 및 제2 바닥부는 비직선 형상으로 상호 연결될 수 있다.

상기 캠홈부와 상기 제1 걸림부의 제1 바닥부 사이의 간격은 상기 구름부재의 직경보다 크고, 상기 내륜의 축 중심으로부터의 거리가 짧은 상기 캠홈부의 영역과 상기 제2 걸림부의 제2 바닥부 사이의 간격은 상기 구름부재의 직경보다 작은 것을 특징으로 한다.

상기 내륜을 사이에 두고 상기 내륜의 전면 및 후면에 결합되는 스러스트 와셔; 및 상기 내륜과 상기 외륜 사이에서 고정되는 핀을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 구조가 간단하고 오동작 발생이 감소되며, 또한 정밀 가공이 필요치 않아 저비용으로 대량 생산을 이끌어낼 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일방향 클러치의 정면도이고, 도 3은 도 2의 사시도이며, 도 4는 외륜에 대하여 내륜의 회전이 허용되는 상태의 일방향 클러치의 시계 방향 회전 동작도이고, 도 5는 외륜에 대하여 내륜의 회전이 구속되는 상태의 일방향 클러치의 반시계 방향 회전 동작도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 일방향 클러치(100)는, 외륜(110), 내륜(120), 그리고 외륜(110) 및 내륜(120) 사이에 배치되는 다수의 구름부재(130)를 갖는다.

외륜(110)의 내주면에는 반경 방향 외측을 향해 함몰되게 형성되되 원주 방향을 따라 규칙적으로 배열되는 다수의 캠홈부(111)가 형성된다. 캠홈부(111)는 도 시된 바와 같이, 내륜(120)의 회전축심으로부터의 거리가 긴 부분과 짧은 부분이 번갈아 반복적으로 형성되는 마치 해바라기와 같은 형상을 갖는다.

내륜(120)은 외륜(110)의 내부에 배치되어 외륜(110)에 대해 상대 회전되는 부분이다. 통상 외륜(110)이 고정된 상태에서 내륜(120)이 회전되는 구조를 이루는데, 이를 위해 내륜(120)의 중앙에는 도시 않은 샤프트의 결합을 위한 축결합부(121)가 형성된다.

구름부재(130)는 외륜(110) 및 내륜(120) 사이에 배치되어 외륜(110)에 대하여 내륜(120)이 일방향으로 회전될 때 그 회전을 보다 원활하게 하기 위해 마련되는 구성이다. 본 실시예에서 구름부재(130)는 롤러로 마련된다.

한편, 본 실시예의 일방향 클러치(100)가 한쪽 방향, 시계 방향으로의 회전은 허용되고 반시계 방향으로의 회전은 구속되기 위해 내륜(120)의 외주면에는 구름부재(130)가 걸려 지지되는 제1 걸림부(141)와 제2 걸림부(142)가 형성된다.

제1 걸림부(141)는 도 4와 같이, 내륜(120)이 예컨대, 시계 방향으로 회전될 때 구름부재(130)가 걸려 지지되기는 하되 외륜(110)에 대하여 내륜(120)의 회전을 허용한다. 즉 내륜(120)이 시계 방향으로 회전될 때 구름부재(130)가 제1 걸림부(141) 쪽에 치우쳐 걸리기는 하지만 그 상태로 외륜(110) 및 내륜(120) 사이에서 회전되면서 내륜(120)이 원활하게 회전되도록 한다.

이에 반해, 제2 걸림부(142)는 도 5와 같이, 내륜(120)이 예컨대, 반시계 방향으로 회전될 때 구름부재(130)가 걸려 지지되기는 하되 외륜(110)에 대하여 내륜(120)의 회전을 구속한다. 다시 말해, 내륜(120)이 반시계 방향으로 회전될 때 구름부재(130)가 제2 걸림부(142) 쪽에 치우쳐 걸림과 동시에 내륜(120)의 회전축심으로부터의 거리가 짧은 캠홈부(111) 영역에 부딪히면서 내륜(120)의 회전을 구속하게 된다.

이러한 역할을 수행하는 제1 및 제2 걸림부(141,142)는 도시된 바와 같이, 내륜(120)의 외주면에서 반경 방향 내측을 향해 함몰되게 형성된 함몰부(143)에 의해 마련된다. 즉 제1 및 제2 걸림부(141,142)는 함몰부(143) 양측 코너 영역에 각각 대향 배치된다.

부연하면, 제1 걸림부(141)는 함몰부(143)의 제1 측벽(143a)과 함몰부(143)의 제1 바닥부(143b)에 의해 형성되고, 제2 걸림부(142)는 함몰부(143)의 제2 측벽(143c)과 함몰부(143)의 제2 바닥부(143d)에 의해 형성된다. 이 경우, 제1 및 제2 측벽(143a,143c)은 직선 형상을 가지지만, 제1 및 제2 바닥부(143b,143d)는 비직선형 형상으로 상호 연결된다.

캠홈부(111)와 제1 걸림부(141)의 제1 바닥부(143b) 사이의 간격은 구름부재(130)의 직경보다 크고, 내륜(120)의 축 중심으로부터의 거리가 짧은 캠홈부(111)의 영역과 제2 걸림부(142)의 제2 바닥부(143d) 사이의 간격은 구름부재(130)의 직경보다 작다.

이러한 구성에 의하면, 종래와 달리 매우 간단하고 단순한 구조를 가지면서도, 예컨대 시계 방향으로의 회전은 허용하고, 반시계 방향으로의 회전은 구속하는 일방향 클러치(100)로서의 역할을 충분히 담당할 수 있게 된다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 간단하고도 단순한 구조를 가지기에 오동작 발생이 감소되며, 또한 종래와 달리 정밀 가공이 필요치 않아 저비용으로 대량 생산을 이끌어낼 수 있게 된다.

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 일방향 클러치의 개략적인 단면도이다.

제2 실시예의 일방향 클러치(200)의 구조는 제1 실시예와 동일하다. 허나, 제2 실시예의 일방향 클러치(200)는 내륜(120)을 사이에 두고 내륜(120)의 전면 및 후면에 스러스트 와셔(250)가 마련되고, 내륜(120)과 외륜(110) 사이에서 핀(260)으로 고정된다는 점이 제1 실시예와 상이하다.

특히 스러스트 와셔(250)는 내륜(120)이 빠지거나 내륜(120)이 이격되는 것을 방지하는 역할을 한다.

도 7은 외륜에 대하여 내륜의 회전이 허용되는 상태의 본 발명의 제3 실시예에 따른 일방향 클러치의 시계 방향 회전 동작도이고, 도 8은 외륜에 대하여 내륜의 회전이 구속되는 상태의 본 발명의 제3 실시예에 따른 일방향 클러치의의 반시계 방향 회전 동작도이다.

제3 실시예의 일방향 클러치(300)는 그 형태만이 제1 실시예와 상이할 뿐 외륜(310), 내륜(320) 및 구름부재(330)의 구성 및 동작은 동일하다. 즉 도 7과 같이 외륜(310)에 대하여 내륜(320)은 시계 방향으로의 회전은 허용되고 도 8과 같이 반시계 방향으로의 회전은 구속된다.

도 9는 외륜에 대하여 내륜의 회전이 허용되는 상태의 본 발명의 제4 실시예 에 따른 일방향 클러치의 시계 방향 회전 동작도이고, 도 10은 외륜에 대하여 내륜의 회전이 구속되는 상태의 본 발명의 제4 실시예에 따른 일방향 클러치의의 반시계 방향 회전 동작도이다.

제4실시예의 일방향 클러치(400) 역시 그 형태만이 제1 실시예와 상이할 뿐 외륜(410), 내륜(420) 및 구름부재(430)의 구성 및 동작은 동일하다. 즉 도 9와 같이 외륜(410)에 대하여 내륜(420)은 시계 방향으로의 회전은 허용되고 도 10과 같이 반시계 방향으로의 회전은 구속된다.

이와 같이 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 종래기술의 스프래그 타입에 따른 일방향 클러치의 단면도,

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 일방향 클러치의 정면도,

도 3은 도 2의 사시도,

도 4는 외륜에 대하여 내륜의 회전이 허용되는 상태의 일방향 클러치의 시계 방향 회전 동작도,

도 5는 외륜에 대하여 내륜의 회전이 구속되는 상태의 일방향 클러치의 반시계 방향 회전 동작도,

도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 일방향 클러치의 개략적인 단면도,

도 7은 외륜에 대하여 내륜의 회전이 허용되는 상태의 본 발명의 제3 실시예에 따른 일방향 클러치의 시계 방향 회전 동작도,

도 8은 외륜에 대하여 내륜의 회전이 구속되는 상태의 본 발명의 제3 실시예에 따른 일방향 클러치의의 반시계 방향 회전 동작도,

도 9는 외륜에 대하여 내륜의 회전이 허용되는 상태의 본 발명의 제4 실시예에 따른 일방향 클러치의 시계 방향 회전 동작도,

도 10은 외륜에 대하여 내륜의 회전이 구속되는 상태의 본 발명의 제4 실시예에 따른 일방향 클러치의의 반시계 방향 회전 동작도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

100 : 일방향 클러치 110 : 외륜

111 : 캠홈부 120 : 내륜

121 : 축결합부 130 : 구름부재

141 : 제1 걸림부 142 : 제2 걸림부

143 : 함몰부

Claims

내주면의 원주방향을 따라 함몰 형성된 하나 이상의 캠홈부를 갖는 링 형상의 외륜과;

상기 외륜의 내부에 배치되어 상기 외륜에 대해 상대 회전되는 내륜과;

상기 외륜과 상기 내륜 사이에 배치되는 하나 이상의 구름부재를 포함하며,

상기 내륜에는, 상기 내륜이 시계 방향 또는 반시계 방향 중 어느 한 방향으로 회전될 때 상기 구름부재가 걸려 상기 외륜에 대하여 상기 내륜의 회전을 허용하는 제1 걸림부와, 상기 제1 걸림부와는 이격된 위치에 마련되며 상기 내륜이 시계 방향 또는 반시계 방향 중 다른 한 방향으로 회전될 때 상기 구름부재가 걸려 상기 외륜에 대하여 상기 내륜의 회전을 구속하는 제2 걸림부를 가지며, 상기 구름부재가 상기 제1 걸림부와 상기 제2 걸림부 사이를 유동하도록 상기 내륜의 외주면의 원주방향을 따라 함몰 형성된 하나 이상의 함몰부가 마련되어 있고,

상기 제1 및 제2 걸림부는 상기 함몰부에 대향 배치되며, 상기 제1 걸림부는 상기 함몰부의 제1 측벽과 상기 함몰부의 제1 바닥부에 의해 형성되고, 상기 제2 걸림부는 상기 함몰부의 제2 측벽과 상기 함몰부의 제2 바닥부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 일방향 클러치.
삭제
제1항에 있어서,

상기 제1 및 제2 측벽은 직선 형상을 가지며, 상기 제1 및 제2 바닥부는 비직선 형상으로 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 일방향 클러치.
제1항에 있어서,

상기 캠홈부와 상기 제1 걸림부의 제1 바닥부 사이의 간격은 상기 구름부재의 직경보다 크고, 상기 내륜의 축 중심으로부터의 거리가 짧은 상기 캠홈부의 영역과 상기 제2 걸림부의 제2 바닥부 사이의 간격은 상기 구름부재의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 일방향 클러치.
제1항에 있어서,

상기 내륜을 사이에 두고 상기 내륜의 전면 및 후면에 결합되는 스러스트 와셔; 및

상기 내륜과 상기 외륜 사이에서 고정되는 핀을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 일방향 클러치.